ITUB20154577A1

ITUB20154577A1 - INJECTOR FOR PLASTIC INJECTION MOLDING EQUIPMENT AND INJECTION MOLDING EQUIPMENT

Info

Publication number: ITUB20154577A1
Application number: ITUB2015A004577A
Authority: IT
Inventors: Maurizio Bazzo; Massimo Rossi; Fabio Bordignon; Emanuel Bernardi
Original assignee: Inglass Spa
Priority date: 2015-10-12
Filing date: 2015-10-12
Publication date: 2017-04-12
Also published as: US20170100866A1; KR20170043086A; US10518450B2; KR20190086417A; CN106827394A; DE102016219833A1; JP2017081155A; CN106827394B; KR102251465B1

Description

"Iniettore per apparecchiature di stampaggio ad iniezione di materie plastiche e apparecchiatura di stampaggio ad iniezione" "Injector for plastic injection molding equipment and injection molding equipment"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Campo dell'invenzione Field of the invention

La presente invenzione si riferisce alle apparecchiature di stampaggio ad iniezione di materie plastiche ed in particolare agli iniettori per siffatte apparecchiature di stampaggio. The present invention relates to plastic material injection molding apparatuses and in particular to injectors for such molding apparatuses.

Stato della tecnica State of the art

Un'apparecchiatura di stampaggio ad iniezione convenzionale è rappresentata schematicamente in parziale sezione nella figura 1 dei disegni annessi: essa comprende una camera calda o distributore 1 della materia plastica fluida ed uno o più iniettori 2, 3 per 1'immissione della materia plastica in pressione entro la cavità di uno stampo, la cui matrice è indicata con 4, attraverso rispettivi passaggi di iniezione ( "gate") 5, 6. A conventional injection molding apparatus is schematically represented in partial section in Figure 1 of the annexed drawings: it comprises a hot chamber or distributor 1 for the fluid plastic material and one or more injectors 2, 3 for the introduction of the plastic material under pressure. within the cavity of a mold, the matrix of which is indicated with 4, through respective injection passages ("gate") 5, 6.

Ciascun iniettore 2, 3 comprende un ugello tubolare 7 dotato di un terminale di ugello, indicato genericamente con 8, che definisce un passaggio di fluido per la materia plastica iniettata. Una spina 9 provvista di un terminale di otturazione 10 è spostabile assialmente tramite un attuatore 11, elettrico o a fluido, fra una posizione arretrata di apertura ed una posizione avanzata di chiusura del terminale di ugello 8. Each injector 2, 3 comprises a tubular nozzle 7 equipped with a nozzle terminal, generally indicated with 8, which defines a fluid passage for the injected plastic material. A pin 9 provided with a shutter terminal 10 can be axially displaced by means of an electric or fluid actuator 11, between a retracted opening position and an advanced closing position of the nozzle terminal 8.

Il terminale di ugello 8 può presentare diverse configurazioni, rappresentate in dettaglio a titolo esemplificativo nella figura 2 in relazione all'iniettore 2 della figura 1, e nella figura 3 relativamente all'iniettore 3 della figura 1. In entrambi i casi il terminale di ugello 8 comprende un elemento tubolare interno o puntale 12 ed un elemento anulare esterno o ghiera 13. The nozzle terminal 8 can have different configurations, shown in detail by way of example in Figure 2 in relation to the injector 2 of Figure 1, and in Figure 3 in relation to the injector 3 of Figure 1. In both cases the nozzle terminal 8 comprises an internal tubular element or tip 12 and an external annular element or ring nut 13.

Nel caso del terminale di ugello 8 della figura 2 il puntale 12 si estende assialmente con la sua estremità distale 12a oltre 1'estremità distale 13a della ghiera 13, affacciandosi al passaggio di iniezione 5. In questo modo il testimone di iniezione (schematizzato in pianta al di sotto della figura 2) che permane sulla superficie dell'articolo stampato presenta dimensioni molto ridotte, riconducibili esclusivamente al diametro del terminale di otturazione 10 della spina 9, il che è particolarmente apprezzabile nel caso di stampaggio di componenti estetici, in particolare trasparenti o semitrasparenti, ed ancor più nel caso di lenti per fanali automobilistici per i quali è richiesta una qualità estremamente elevata. In the case of the nozzle terminal 8 of Figure 2, the tip 12 extends axially with its distal end 12a beyond the distal end 13a of the ring nut 13, facing the injection passage 5. In this way the injection control (schematized in plan below figure 2) which remains on the surface of the molded article has very small dimensions, attributable exclusively to the diameter of the shutter terminal 10 of the pin 9, which is particularly appreciable in the case of molding of aesthetic components, in particular transparent or semi-transparent, and even more so in the case of automotive headlight lenses for which extremely high quality is required.

Questa soluzione , cosiddetta con ghiera "esterna" ovvero che non si affaccia direttamente nella cavità di stampaggio, necessita di una lavorazione accurata della matrice 4 dello stampo, sia all'altezza delle estremità distali di puntale 12 e ghiera 13, a causa della loro continua variazione di ingombro radiale, sia in particolare nella zona del "gate" 5 che riceve il terminale di otturazione 10 della spina 9 nella sua posizione avanzata di chiusura. Ciò comporta un allungamento dei tempi di realizzazione, di approvvigionamento e di messa in funzione dell'apparecchiatura di stampaggio. Inoltre la difficoltà di lavorazione porta spesso ad errori di concentricità fra il terminale di otturazione 10 della spina 9 e il "gate" 5 della matrice 4, con la conseguente usura accelerata dei due componenti o addirittura sfondamenti della matrice stessa, con gravi danni economici per lo stampo. This solution, so-called with "external" ring nut, that is, which does not face directly into the molding cavity, requires careful machining of the die 4 of the mold, both at the height of the distal ends of the tip 12 and ring nut 13, due to their continuous variation in radial overall dimensions, both in particular in the area of the "gate" 5 which receives the shutter terminal 10 of the pin 9 in its advanced closing position. This entails a lengthening of the manufacturing, procurement and commissioning times of the molding equipment. Furthermore, the machining difficulty often leads to concentricity errors between the shutter terminal 10 of the pin 9 and the "gate" 5 of the matrix 4, with the consequent accelerated wear of the two components or even breakthroughs of the matrix itself, with serious economic damage for the stamp.

Un altro problema associato a guesta configurazione è la presenza di zone di ristagno fra il puntale 12 e la ghiera 13, nelle guali il materiale plastico si deposita e deve poi essere rimosso non senza difficoltà, aumentando sensibilmente le stampate necessarie per ottenere un processo di cambio di colore ottimale della materia plastica. Another problem associated with this configuration is the presence of stagnation areas between the tip 12 and the ring nut 13, in which the plastic material is deposited and must then be removed not without difficulty, significantly increasing the moldings necessary to obtain a change process. optimal color of the plastic.

Per tentare di ovviare a tali inconvenienti è stata proposta la soluzione rappresentata nella figura 3, in cui il terminale di ugello 8 è del cosiddetto tipo a ghiera 13 "passante", ovvero la cui estremità distale 13a si estende assialmente oltre 1'estremità distale 12a del puntale 12 ed è direttamente affacciata alla cavità di stampaggio. In guesto caso il passaggio di iniezione o "gate" 5 con il guaie collabora il terminale di otturazione 10 della spina 9 è formato nella zona dell'estremità distale 13a della ghiera 13, il che consente una notevole semplificazione nella lavorazione della matrice 4, riducendo tempi e rischi di errore. Tuttavia, come è schematizzato in pianta nella parte inferiore della figura 3, al testimone di iniezione corrispondente al terminale di otturazione 10 si aggiunge anche guello dell'estremità distale 13a della ghiera 13, di dimensioni ben maggiori e di fatto inaccettabili nel caso di stampaggio di componenti estetici trasparenti ed in particolare di lenti per fanali automobilistici. Anche con guesta soluzione permangono inoltre problemi associati a zone di ristagno della materia plastica. To try to overcome these drawbacks, the solution shown in Figure 3 has been proposed, in which the nozzle terminal 8 is of the so-called "through" ring nut 13 type, i.e. the distal end 13a extends axially beyond the distal end 12a of the tip 12 and faces directly the molding cavity. In this case the injection passage or "gate" 5 with the sheath collaborates with the shutter terminal 10 of the pin 9 and is formed in the area of the distal end 13a of the ring nut 13, which allows a considerable simplification in the processing of the matrix 4, reducing times and risks of error. However, as is schematized in plan in the lower part of Figure 3, the cap of the distal end 13a of the ring nut 13 is also added to the injection control corresponding to the shutter terminal 10, of much larger dimensions and in fact unacceptable in the case of molding of transparent aesthetic components and in particular lenses for automotive headlights. Even with this solution there are also problems associated with areas of stagnation of the plastic material.

Sintesi dell'invenzione Summary of the invention

Lo scopo della presente invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti delle soluzioni note di cui si è detto, e questo scopo viene conseguito tramite un iniettore per apparecchiature di stampaggio ad iniezione del tipo sopra definito, ed in cui il puntale e la ghiera del terminale di ugello presentano rispettive estremità distali, le cui caratteristiche peculiari risiedono nel fatto che una di tali estremità distali è configurata in modo da essere accoppiata con un passaggio di iniezione di una cavità di stampaggio; coopera con il terminale di otturazione della spina; e presenta in sezione trasversale uno spessore complessivo uguale o inferiore a quello della sezione trasversale del terminale di otturazione della spina. The object of the present invention is to obviate the drawbacks of the known solutions mentioned above, and this object is achieved by means of an injector for injection molding equipment of the type defined above, and in which the tip and the ferrule of the terminal nozzle have respective distal ends, the peculiar characteristics of which lie in the fact that one of said distal ends is configured so as to be coupled with an injection passage of a molding cavity; cooperates with the plug blanking terminal; and has in cross section an overall thickness equal to or less than that of the cross section of the plug shutter terminal.

La caratteristica secondo cui 1'estremità distale del puntale ovvero 1'estremità distale della ghiera è per così dire allungata, cioè è tale da potersi estendere nel passaggio di iniezione dello stampo per affacciarsi alla cavità di stampaggio, offre il vantaggio di semplificare in modo apprezzabile la lavorazione della matrice dello stampo. The characteristic according to which the distal end of the tip or the distal end of the ferrule is elongated as it were, i.e. it is such that it can extend into the injection passage of the mold to face the molding cavity, offers the advantage of appreciably simplifying the processing of the mold matrix.

D'altra parte lo spessore di parete ridotto dell'estremità distale del puntale ovvero dell'estremità distale della ghiera permette di contenere in modo altrettanto apprezzabile le dimensioni del testimone di iniezione visibile sull'articolo stampato, che risulterà poco più grande dell'impronta del terminale di otturazione della spina e praticamente confondibile con essa. On the other hand, the reduced wall thickness of the distal end of the tip or of the distal end of the ferrule allows to contain in an equally appreciable way the dimensions of the injection witness visible on the molded article, which will be slightly larger than the imprint of the plug blanking terminal and practically confused with it.

L'invenzione prevede due forme di attuazione alternative nella prima delle quali 1 estremità distale è quella del puntale e nell'altra delle quali 1'estremità distale è quella della ghiera. The invention provides two alternative embodiments, in the first of which the distal end is that of the tip and in the other of which the distal end is that of the ferrule.

La prima forma di attuazione è attualmente considerata preferita in quanto consegue 1'ulteriore vantaggio di eliminare le zone di ristagno della materia plastica entro il terminale di ugello 8. Inoltre essa rende disponibile una maggiore superficie di guida per il terminale di otturazione 10 della spina 9, risolvendo i problemi di concentricità . The first embodiment is currently considered preferred since it achieves the further advantage of eliminating the stagnation areas of the plastic material within the nozzle terminal 8. Furthermore, it makes available a greater guiding surface for the shutter terminal 10 of the pin 9. , solving the concentricity problems.

Convenientemente lo spessore di parete di tale estremità distale sarà ≤ 1,5 mm, e preferibilmente ≤ 0,5 mm. Conveniently, the wall thickness of this distal end will be ≤ 1.5 mm, and preferably ≤ 0.5 mm.

Il puntale potrà presentare una struttura composta da un elemento radialmente interno di un primo materiale e da un elemento radialmente esterno di un secondo materiale, al fine di ottimizzare il profilo termico e le caratteristiche di resistenza meccanica/chimica, ad esempio secondo quanto descritto ed illustrato nella domanda di brevetto italiana n. 102015000044745 a nome della stessa Richiedente, non pubblicata alla data di deposito della presente domanda. The tip may have a structure composed of a radially internal element of a first material and a radially external element of a second material, in order to optimize the thermal profile and the mechanical / chemical resistance characteristics, for example according to what has been described and illustrated. in the Italian patent application n. 102015000044745 in the name of the same Applicant, not published at the filing date of this application.

L'invenzione trova applicazione particolarmente vantaggiosa nelle apparecchiature di stampaggio ad iniezione dotate di iniettori multipli comandati secondo cicli sequenziali o in cascata. The invention finds particularly advantageous application in injection molding apparatuses equipped with multiple injectors controlled according to sequential cycles or in cascade.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Nei disegni annessi: In the accompanying drawings:

la figura 1 è una vista schematica in parziale sezione di un'apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche secondo la tecnica nota descritta in precedenza, Figure 1 is a partial sectional schematic view of a plastic material injection molding apparatus according to the prior art described above,

- le figure 2 e 3 rappresentano in maggiore scala due particolari dell'apparecchiatura di stampaggio nota secondo la figura 1, - Figures 2 and 3 show on a larger scale two details of the known molding apparatus according to Figure 1,

- la figura 4 è una vista analoga alla figura 1 che mostra un'apparecchiatura di stampaggio ad iniezione secondo 1'invenzione con due diverse configurazioni alternative degli iniettori, e Figure 4 is a view similar to Figure 1 showing an injection molding apparatus according to the invention with two different alternative injector configurations, and

- le figure 5 e 6 sono due ingrandimenti che mostrano in maggiore dettaglio le due configurazioni alternative degli iniettori secondo 1'invenzione. Figures 5 and 6 are two enlargements showing in greater detail the two alternative configurations of the injectors according to the invention.

Descrizione dettagliata dell 'invenzione Detailed description of the invention

Le parti rappresentate nelle figure 4, 5 e 6 che sono identiche o analoghe a guelle già precedentemente descritte con riferimento alle figure 1, 2 e 3 sono indicate con gli stessi riferimenti numerici e non verranno ulteriormente descritte in dettaglio. The parts represented in figures 4, 5 and 6 which are identical or similar to those already described previously with reference to figures 1, 2 and 3 are indicated with the same numerical references and will not be further described in detail.

Ciò che distingue 1 'invenzione in modo nuovo ed originale dallo stato dell'arte è relativo al terminale di ugello 8 dei due iniettori, indicati rispettivamente con 20 e 30 nella figura 4 in relazione alle due configurazioni alternative previste. What distinguishes the invention in a new and original way from the state of the art relates to the nozzle terminal 8 of the two injectors, indicated respectively with 20 and 30 in Figure 4 in relation to the two alternative configurations provided.

Nel caso dell'iniettore 20, e come è rappresentato in maggiore dettaglio nella figura 5, 1'estremità distale 12a del puntale 12 è per così dire allungata, nel senso che essa è formata a guisa di bussola cilindrica inserita direttamente entro il passaggio di iniezione ( "gate") 5 della matrice 4 , fino ad affacciarsi alla cavità di stampaggio. Il terminale di otturazione 10 della spina 9 coopera direttamente con tale estremità distale 12a, nel modo illustrato nella figura 5 che rappresenta la posizione avanzata di chiusura della spina 9. In the case of the injector 20, and as shown in greater detail in Figure 5, the distal end 12a of the tip 12 is elongated, so to speak, in the sense that it is formed in the form of a cylindrical bush inserted directly into the injection passage ("gate") 5 of the matrix 4, until it faces the molding cavity. The shutter terminal 10 of the pin 9 cooperates directly with this distal end 12a, in the manner illustrated in Figure 5 which represents the advanced closing position of the pin 9.

Secondo un 'ulteriore caratteristica peculiare dell'invenzione lo spessore di parete complessivo dell'estremità 12a del puntale 12, ovvero della sua sezione trasversale anulare, è non maggiore e guindi uguale o preferibilmente minore dello spessore ovvero del diametro della sezione trasversale del terminale di otturazione 10 della spina 9 . In tal modo, nel funzionamento dell'iniettore e dell'apparecchiatura di iniezione che ne è provvista, il testimone di iniezione che risulterà visibile sull'articolo stampato presenterà la conformazione in pianta schematizzata al di sotto della figura 5: come si vede esso sarà pressoché impercettibilmente maggiore di guello dovuto al terminale di otturazione 10 della spina 9. According to a further peculiar characteristic of the invention, the overall wall thickness of the end 12a of the tip 12, or of its annular cross section, is not greater and therefore equal to or preferably less than the thickness or diameter of the cross section of the shutter terminal. 10 of the plug 9. In this way, in the operation of the injector and of the injection equipment that is provided with it, the injection witness that will be visible on the molded article will have the conformation in plan schematized below figure 5: as can be seen it will be almost imperceptibly greater than the ointment due to the shutter terminal 10 of the pin 9.

Preferibilmente lo spessore di parete dell'estremità distale 12a del puntale 12, ovvero la differenza tra il raggio esterno ed il raggio interno della sua sezione anulare, indicata con A nella proiezione al di sotto della figura 5 in cui B indica il diametro del terminale di otturazione 10 della spina 9, è ≤ 1,5 mm. e ancor più preferibilmente ≤ 0,5 mm. Preferably the wall thickness of the distal end 12a of the tip 12, i.e. the difference between the outer radius and the inner radius of its annular section, indicated with A in the projection below Figure 5 in which B indicates the diameter of the blockage 10 of pin 9, is ≤ 1.5 mm. and even more preferably ≤ 0.5 mm.

Inoltre la forma allungata del puntale 12 nella zona della sua estremità distale 12a garantisce una maggiore superficie di guida per la spina 9, in particolare nella zona precedente il passaggio di iniezione 5. Furthermore, the elongated shape of the tip 12 in the area of its distal end 12a ensures a greater guiding surface for the pin 9, in particular in the area preceding the injection passage 5.

Infine la presenza di un unico corpo interno allungato formato dal puntale 12, che si estende entro il passaggio di iniezione 5, scongiura la presenza di zone di ristagno di materiale. Finally, the presence of a single elongated internal body formed by the tip 12, which extends into the injection passage 5, avoids the presence of stagnant areas of material.

Nel caso della seconda forma di attuazione rappresentata in dettaglio nella figura 6 è 1'estremità distale 13a della ghiera 13 ad estendersi entro il passaggio di iniezione 5 fino ad affacciarsi alla cavità di stampaggio, ed a cooperare con il terminale di otturazione 10 della spina 9 . Anche in guesto caso lo spessore complessivo di parete dell'appendice cilindrica che forma 1'estremità distale 13a della ghiera 13 è uguale o minore del diametro del terminale di otturazione 10 della spina 9. Il testimone di iniezione risultante, schematizzato al di sotto della figura 6, sarà in tal caso analogo a guello rappresentato al di sotto della figura 5 in relazione alla prima forma di attuazione sopra descritta. In the case of the second embodiment shown in detail in Figure 6, the distal end 13a of the ring 13 extends into the injection passage 5 until it faces the molding cavity, and cooperates with the shutter terminal 10 of the pin 9 . Also in this case the overall wall thickness of the cylindrical appendage which forms the distal end 13a of the ring nut 13 is equal to or less than the diameter of the shutter terminal 10 of the pin 9. The resulting injection witness, schematized below the figure 6, will in this case be similar to that shown below in Figure 5 in relation to the first embodiment described above.

Riassumendo, indicando come detto con A lo spessore di parete dell'estremità distale 12a oppure dell'estremità distale 13a, ovvero la differenza fra il raggio esterno ed il raggio interno della loro sezione anulare, e con B il diametro della sezione trasversale del terminale di otturazione 10 della spina 9, dovrà essere verificata la seguente relazione: Summarizing, indicating as said with A the wall thickness of the distal end 12a or of the distal end 13a, that is the difference between the outer radius and the inner radius of their annular section, and with B the diameter of the cross section of the terminal blocking 10 of pin 9, the following relationship must be verified:

2A < B 2A <B

cioè lo spessore complessivo 2A dell'estremità distale 12a oppure dell'estremità distale 13a uguale o inferiore a guello della sezione trasversale B del terminale di otturazione 10 della spina 9, e preferibilmente A ≤ 1,5 mm e più convenientemente A ≤ 0,5 mm. i.e. the overall thickness 2A of the distal end 12a or of the distal end 13a equal to or less than that of the cross section B of the blanking terminal 10 of the pin 9, and preferably A ≤ 1.5 mm and more conveniently A ≤ 0.5 mm.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di costruzione e le forme di attuazione, in particolare per guanto riguarda la generale conformazione del terminale di ugello 8, potranno ampiamente variare rispetto a guanto descritto ed illustrato senza per guesto uscire dall 'ambito della presente invenzione così come definita nelle rivendicazioni che seguono. Naturally, the principle of the invention remaining the same, the details of construction and the embodiments, in particular as regards the general conformation of the nozzle terminal 8, may widely vary with respect to the described and illustrated glove without thereby departing from the scope. of the present invention as defined in the following claims.

Ad esempio nel caso di terminale di ugello 8 con estremità distale di forma tronco-conica (complementare al terminale di otturazione 10 della spina 9), la sezione trasversale di riferimento per 1'invenzione è guella estrema inferiore, direttamente affacciata nella cavità di stampaggio. For example, in the case of a nozzle terminal 8 with a truncated cone-shaped distal end (complementary to the shutter terminal 10 of the pin 9), the cross-section of reference for the invention is the lower extreme, directly facing the molding cavity.

Claims

CLAIMS 1. Injector (20; 30) for plastic injection molding equipment including a nozzle (7) having a nozzle terminal (8) defining a flow passage for the injected plastic material and a plug (9) having a shutter terminal (10) and axially displaceable between a retracted opening position and an advanced closing position of the nozzle terminal (8), wherein said nozzle terminal (8) comprises an inner tubular body or tip (12) and an annular ring ( 13) arranged externally and coaxially to the tip (12), and in which the tip (12) and the ring nut (13) have respective distal ends (12a, 13a), characterized in that one of said distal ends (12a, 13a) : - is configured to be coupled with an injection passage (5) of a molding cavity, cooperates with said shutter terminal (10) of the plug (9), and it has in cross section an overall thickness (2A) equal to or less than that (B) of the cross section of the shutter terminal (10) of the pin (9).

2 . Injector according to claim 1, characterized in that said distal end (12a, 13a) has a wall thickness (A) ≤ 1.5 mm.

3. Injector according to claim 1, characterized in that said distal end (12a; 13a) has a wall thickness (A) ≤ 0.5 mm.

4. Injector according to claim 2 or claim 3, characterized in that said one distal end is the distal end (12a) of the tip (12).

5. Injector according to claim 2 or claim 3, characterized in that said one distal end is the distal end (13a) of the ring nut (13).

6. Plastic material injection molding apparatus comprising a mold (4) having at least one injection passage (5) and at least one injector (20; 30) cooperating with said injection passage (5) and including a nozzle (7) provided with a nozzle terminal (8) defining a flow passage for the injected plastic material, and a pin (9) having a shutter terminal (10) and axially displaceable between a retracted opening position and an advanced closing position of the nozzle terminal (8), wherein said nozzle terminal (8) comprises an internal tubular body or tip (12) and an annular ring nut (13) disposed externally and coaxially to the tip (12), and in which the tip (12 ) and the ring nut (13) have respective distal ends (12a, 13a), characterized in that one of said distal ends (12a, 13a): - is configured so as to be coupled with said injection passage (5), cooperates with said shutter terminal (10) of the plug (9), and it has in cross section an overall thickness (2A) equal to or less than that (B) of the cross section of the shutter terminal (10) of the pin (9).

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that said one distal end (12a, 13a) has a wall thickness A ≤ 1.5 mm.

8. Apparatus according to claim 6, characterized in that said one distal end (12a; 13a) has a wall thickness A ≤ 0.5 mm.

9. Apparatus according to any one of claims 6 to 8, characterized in that said one distal end is the distal end (12a) of the tip (12).

10. Apparatus according to any one of claims 6 to 8, characterized in that said one distal end is the distal end (13a) of the ferrule (13).